安徽省定远重点中学2024-2025学年第一学期1月阶段检测高三物理试卷（含解析）

2024-2025学年第一学期1月检测试卷
高三物理
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.物体的质量为，置于水平地面上，物体与地面的动摩擦因数为从开始物体以一定初速度向右滑行的同时，受到一个水平向左的恒力的作用，则能反映物体受到的摩擦力随时间变化的图象是下图中的哪一个？取向右为正方向，
A. B.
C. D.
2.如图所示，光滑的圆轨道竖直固定在水平地面上，为圆心，为轨道上的一点，与水平面夹角为。小球在拉力作用下始终静止在点。当拉力方向水平向左时，拉力的大小为。当将拉力在竖直平面内顺时针转至沿圆轨道切线方向时，拉力的大小为( )
A. B. C. D.
3.司马迁最早把岁星命名为木星，如图甲所示，两卫星、环绕木星在同一平面内做匀速圆周运动，绕行方向相反，卫星绕木星做椭圆运动，某时刻开始计时，卫星、间距离随时间变化的关系图像如图乙所示，其中、为已知量，下列说法正确的是( )
A. 卫星在点的速度大于卫星的速度 B. 卫星、的运动周期之比为
C. 卫星的运动周期为 D. 卫星的加速度大小为
4.某半导体结中存在电场，取电场强度的方向为轴正方向，其关系如图所示，，。取点的电势为零，则( )
A. 、的电势相等
B. 从到的过程中，电势一直增大
C. 电子从移到的过程中，电势能先增大后减小
D. 电子从移到和从移到的过程中，电场力做功相等
5.如图所示，水平桌面内固定一金属导线做成的心形摆件，该摆件由两个直径为的半圆形导线和一个形导线组成，、为两部分导线连接点，空间存在磁感应强度大小为、竖直向下的匀强磁场、从、点引出导线，向摆件中通以恒定电流，摆件受到的安培力大小为( )
A. B. C. D.
6.如图所示，竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道下端与光滑水平桌面相切，小滑块静止在圆弧轨道的最低点。现将小滑块从圆弧轨道的最高点无初速度释放。已知圆弧轨道半径，小滑块的质量关系是，重力加速度则碰后小滑块的速度大小不可能是( )
A. B. C. D.
7.如图所示为我国复兴号动车，能实现高速自动驾驶功能。在一次测试过程中，动车以恒定功率在平直轨道上由静止启动，经时间达到最大速度，设其质量为，所受阻力保持不变，在此过程中动车( )
A. 牵引力逐渐增大 B. 加速度逐渐增大
C. 牵引力的冲量大小为 D. 行驶的位移大小为
8.如图所示，质量为滑块套在一水平固定的光滑细杆上，可自由滑动。在水平杆上固定一挡板，滑块靠在挡板左侧且处于静止状态，其下端用长为的不可伸长的轻质细线悬挂一个质量为的小球，已知重力加速度大小为。现将小球拉至右端水平位置，使细线处于自然长度，由静止释放，则
A. 滑块与小球组成的系统机械能不守恒
B. 滑块与小球组成的系统动量守恒
C. 小球第一次运动至最低点时，细线拉力大小为
D. 滑块运动过程中，所能获得的最大速度为
二、多选题：本大题共2小题，共10分。
9.足球在空中运动的轨迹如图，若以地面为参考平面，不计空气阻力，下列能表示足球在空中运动过程的加速度、重力势能随离地面高度变化的图像是
A. B.
C. D.
10.一质量为的物体在水平拉力的作用下，由静止开始在水平地面上沿轴运动，以出发点为轴零点，物体的动能与物体坐标的关系如图所示。物体与水平地面间的动摩擦因数为，重力加速度大小取。下列说法正确的是( )
A. 在时，拉力的大小为
B. 在时，拉力的功率为
C. 从运动到的过程中，物体克服摩擦力做的功为
D. 从运动到的过程中，拉力的冲量大小为
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某实验小组的同学用如图甲所示的装置来验证动量定理，主要的实验过程如下：

A.用天平测得带有遮光片的物块的质量为，用游标卡尺测得遮光片的宽度为，气垫导轨水平放置，拉力传感器安装在天花板上；
B.轻质细线一端连接物块，另一端连接拉力传感器，细线跨越定滑轮，挂有重物的滑轮也跨越在细线上；
C.打开气垫导轨的充气源，放开物块，记录遮光片通过光电门、的时间、；
D.用秒表测出遮光片从运动到的时间，拉力传感器的示数为，回答下列问题：
下列说法正确的是
A.本实验需要把气垫导轨的右侧垫高来平衡摩擦力
B.本实验需要测量的质量，由此来计算细线的拉力
C.气垫导轨上方的细线必须与气垫导轨平行
测量物块上的遮光片宽度时，示数如图乙所示，则遮光片的宽度为 。
若 ，则动量定理成立。
12.某新型智能恒流源，能稳定输出大小为的电流。某实验小组利用此恒流源测量一定值电阻的阻值。他们又找来了一块电流表阻值未知且很小、滑动变阻器、电阻箱、导线若干，并连接如图甲所示电路图。
当该同学将电阻箱的阻值调小时，电流表的读数将__________填“增大”“减小”或“不变”
该同学通过改变电阻箱的阻值，同时记录电流表的示数为，得到多组数据，他采用图像法处理数据，为使图像为一条直线，应描绘的是__________图像
A.
B.
C.
D.
该同学描绘的图像如图乙所示，则电阻的阻值为__________用，，表示
若考虑电流表内阻的影响，则该同学测得的电阻的阻值与实际值相比__________填“偏大”“偏小”或“不变”。
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13.下图为合肥轨道交通地铁号线部分线路图，某同学从号桂庄站乘上地铁，发车，依次经过、、、、号站，刚好停靠号科学大道站。假设地铁线路为直线，相邻地铁站间的距离相等，列车在相邻两站间的运动情况均相同列车从一站由静止开始匀加速运动，接着匀速运动，再匀减速运动恰停靠下一站，列车在每个地铁站停靠时间均为。号桂庄站与号科学大道站的距离为。求地铁运行的加速度大小和最大速度大小。
14.如图，在第一象限区域内存在沿轴正方向的匀强电场未知，区域内存在沿轴正方向的匀强电场未知。一个质量为、电荷量为的带正电粒子，以速率从坐标原点沿轴正方向进入电场并依次通过和两点。不计粒子的重力。已知、、和，求：
粒子运动至点的速度大小；
场强的大小。
15.如图所示，木板静止于光滑水平面上，物块放在的左端，、质量均为，另一质量的小球用长的轻绳悬挂在固定点。锁定木板，将小球向左拉至轻绳呈水平状态并由静止释放小球，小球在最低点与发生弹性正碰，碰撞时间极短，碰后在上滑动，恰好未从的右端滑出。已知、间的动摩擦因数，物块与小球可视为质点，不计空气阻力，取。
求小球与碰撞前瞬间绳中的拉力大小；
求木板的长度；
若解除的锁定，仍将小球拉到原处静止释放，在小球与碰撞结束后对施加一个水平方向的恒力，使得不滑离，求恒力的可能值。
答案和解析
1.
【解析】从开始物体以一定初速度向右滑行时，物体受到水平向左的滑动摩擦力，由公式得摩擦力为，物体的最大静摩擦力，由于，所以当物体的速度减小到零时，物体将停止运动，受到水平向右的静摩擦力，由平衡条件得物体受到的静摩擦力为，故B正确，ACD错误。
故选B。
2.
【解析】如图：
；
小球受重力、拉力和支持力三个力作用，根据三角形定则，当将拉力在竖直平面内顺时针转至沿圆轨道切线方向，即如图中的虚线方向时，易得此时拉力的大小变为；
故A正确，BCD错误。
故选A。
3.
【解析】A.根据万有引力提供向心力，可得
可知卫星 的速度大于卫星 的速度，卫星 在 点做近心运动，所以卫星 在点的速度小于卫星 的速度，则卫星在点的速度小于卫星的速度，故A错误；
B.根据图乙可知卫星 、 最远距离为，最近距离为 ，则，
可得，
根据万有引力提供向心力
可得
可知卫星、的运动周期之比为 ，故B错误；
C.设卫星 的周期为 ，卫星 的周期为 ，根据两卫星从相距最远到相距最近有
又
联立解得，故C正确；
D.卫星的加速度大小，故D错误。
故选C。
4.
【解析】A.由于场强为正值则电场强度的方向为轴正方向，沿着电场线方向电势逐渐降低，所以点电势高于点的电势，故A错误；
B.由上知从到的过程中，电势一直减小，故B错误；
C.电子从移到的过程中，电场力一直做负功，电势能逐渐增大，故C错误；
D.由图像可知，图形的面积表示电势差，则有
再根据
可知，则电子从移到和从移到的过程中，电场力做功相等，故D正确。
故选D。
5.
【解析】解电流经点后，根据并联电路特点，电流分成上下两部分，分别流经两个半圆形导线和一个形导线，到点汇合流出。
对两个直径为的半圆形导线，有效长度为，根据安培力公式和左手定则可得：，方向指向图上方；
对形导线，有效长度为，根据安培力公式和左手定则可得：，方向指向图上方；
所以，摆件受到的安培力大小为：
故A正确，BCD错误。
故选：。
6.
【解析】滑块下滑过程，由机械能守恒定律得
解得
若两个滑块发生的是弹性碰撞，取向右为正方向，由动量守恒定律和机械能守恒定律得：
解得
若两个滑块发生的是非弹性碰撞，由动量守恒定律得：
解得
所以碰后小滑块的速度大小范围为，不可能为。
故选：。
7.
【解析】、设复兴号动车所受阻力保持不变，对动车，根据牛顿第二定律得：，功率，解得：，功率、阻力与质量都不变，动车做加速运动，随增加，由功率可知牵引力逐渐减小，从而加速度逐渐减小，即动车做加速度减小的加速运动，故AB错误；
C、由静止启动，经时间达到最大速度，设牵引力的冲量大小为，
根据动量定理有
解得牵引力的冲量大小为：
故C错误；
D、在整个运动过程中，根据动能定理可得：，
解得行驶的位移大小为，故D正确；
8.
【解析】小球向右摆动过程中，小球与圆环组成的系统在水平方向动量守恒，竖直方向动量不守恒，系统机械能守恒，故AB错误；
C.小球第一次摆到最低点过程中，由机械能守恒得：，解得：，在最低点，由牛顿第二定律得：，解得小球第一次到达最低点时，细线对小球的拉力大小，故C错误；
D.小球再次摆回最低点时，滑块获得最大速度，设此时小球速度为，滑块速度为，则由动量守恒可得：，由机械能守恒可得：
，解得：，故D正确。
9.
【解析】足球在空中做斜抛运动，其加速度为重力加速度，始终不变，则图像是一条平行于轴的直线，由知，图像是一条过原点的倾斜向上的直线，故AC正确，BD错误。
10.
【解析】根据动能定理可知，图像斜率的绝对值代表物体所受合力的大小，即从运动到的过程
中，合力大小为，从运动到的过程中，合力大小为，物体所受摩擦力大小为，则拉力大小分别为，，A错误
在时，物体的速度大小为，拉力的功率，B正确
从运动到的过程中，物体克服摩擦力做的功，C错误
在时，物体的速度大小为，从运动到的过程
中，物体运动的时间，拉力的冲量大小为，D正确。
故选BD。
11.
【解析】打开气源后，所受的摩擦力忽略不计，所以不用把气垫导轨的右侧垫高来平衡摩擦力，选项A错误本实验由拉力传感器测量细线的拉力，不需要通过测量的质量来计算细线的拉力，选项B错误气垫导轨上方的细线要与气垫导轨平行，否则在运动过程中物块的合力不等于细线的拉力，选项C正确；
遮光片的宽度；
遮光片通过光电门、的速度大小分别为、，遮光片从运动到的时间为，当成立时可验证动量定理，综合整理可得。
12.减小； ； ； 偏大
【解析】 阻值变小，干路电流恒定，由并联分流可知 支路电流增大，则支路电流减小，电流表读数减小。
根据欧姆定律有可得，故可知应描绘的是 图像。故选B。
根据图像可得 、 ，解得；
由电流表内阻影响，测出的阻值包含了电流表内阻，所以可知测量值偏大。
13.解：设该同学全程运动的总时间为，由该同学早上乘坐地铁从号地铁站出发，
从第号站下地铁，可知
设地铁在相邻两站之间运动的时间为，在每个地铁站停靠的时间为，可得
设号地铁站与号地铁站间的距离为，相邻两站间距离
可得
设地铁在运动过程中的最大速度为，在相邻两个地铁站运动时，匀加速的时间为，匀减速的时间为，根据运动学知识
可得
设地铁做匀加速直线运动的加速度大小为，由运动学公式可得
设地铁做匀减速直线运动的加速度大小为，由运动学公式可得
14.解：粒子在电场中方向做匀速直线运动，方向做初速度为零的匀加速直线运动，方向
方向
在点处的速度大小为
联立解得
粒子在电场中方向做初速度不为零的匀加速直线运动，方向做匀速直线运动，沿轴方向
沿轴方向
由牛顿第二定律有
联立解得
答：粒子运动至点的速度大小；
场强的大小。
15.解：设小球下摆至最低点时的速度为，根据动能定理有：
解得：
在最低点根据牛顿第二定律得：
解得：
小球与弹性碰撞，设碰撞后瞬间小球的速度为，的速度为，以向右为正方向，根据动量守恒定律与机械能守恒定律得：
解得：
在上滑行过程，根据动能定理得：
解得：
若恒力方向水平向左，设的最大值为时使恰好保持静止，恰好不从右端滑离。对由平衡条件得：
故F时可满足题意。
若恒力方向水平向右，设的最大值为时，恰好不从左端滑离。、共速后一起相对静止向右做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得：
故F时可满足题意。
综上分析可得：当恒力方向水平向左时其大小不超过，当恒力方向水平向右时其大小不超过。
答：小球与碰撞前瞬间绳中的拉力大小为；
木板的长度为；
恒力的可能值为当恒力方向水平向左时其大小不超过，当恒力方向水平向右时其大小不超过。